物理分离方法有哪些

物质分离提纯有物理方法也有化学方法。其中化学方法有吸收法、沉淀法、气体法、转化法、溶解法和氧化还原法。分离提纯是指将混合物中的杂质分离出来以此提高其纯度。

物理分离方法有哪些

1、结晶和重结晶

溶质从溶液中析出的过程（即晶体在溶液中形成的过程）称为结晶。而重结晶是指将晶体溶于溶剂（或熔融）以后，又重新从溶液（或熔体）中结晶的过程，又称再结晶。

重结晶主要针对固态晶体物质的分离提纯，效果与溶剂选择大有关系。溶剂最好满足以下任一条件：

（1）、对主要化合物是可溶性的，对杂质是微溶或不溶的溶剂。滤去杂质后，将溶液浓缩、冷却结晶，即得较纯的物质。

（2）、物质的溶解度在该溶剂中受温度影响较为显著。

中学阶段最常见的实例是KNO3和NaCl的混合物。对于该混合物的分离，主要是利用它们在同一种溶剂中的溶解度随温度的变化差别很大。则可在较高温度下将混合物溶液蒸发、浓缩。

首先析出的是溶解度升高不大的NaCl晶体，除去NaCl以后的母液再浓缩和冷却后，可得较纯KNO3。另一个实际例子就是选修5第一章提到的苯甲酸的重结晶实验。重结晶往往需要进行多次，才能获得较好的纯化效果。

2、蒸馏法

蒸馏是利用混合液体或液-固体系中各组分沸点不同，使低沸点组分蒸发，再冷凝以分离整个组分的操作过程，是蒸发和冷凝两种单元操作的联合。与其它的分离手段，它的优点在于不需使用系统组分以外的其它溶剂，从而保证不会引入新的杂质。

蒸馏是分离和提纯液态化合物常用的方法之一，是重要的‘基本操作。但蒸馏主要针对组分沸点相差大于30℃以上时，才有理想的分离效果。对于组分沸点相差不大的混合体系则采用分馏。而分馏装置由于要使用分馏柱，高中并不常见，故高中实际教学中很少提及。一个变通的思路，是“固定组分蒸馏法”。

比如，乙醇-水混合物，单纯用蒸馏分离效果很不理想，可以先加入生石灰与水反应，将水“固定”住，然后蒸馏，可以得到较纯的乙醇。

3、萃取法

萃取是利用溶质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同，用一种溶剂把溶质从另一溶剂所组成的溶液里提取出来的操作方法。萃取分离物质时，必须用分液漏斗。萃取的关键是找到一个合适的萃取剂，被萃取的物质在两个溶剂中的溶解度差距越大，则萃取的效果就越好。

萃取法在化工制药等领域属于常用手段，但高中阶段常见的是利用有机溶剂萃取水溶液中的物质，比如利用CCl4萃取碘水中的碘。萃取完得到的CCl4-I2混合体系，可以采用蒸馏的方法进行分离，从而得到较纯的碘单质。

4、升华法

某些物质固态时就有较高的蒸气压，因此受热后不经熔化就可直接变为蒸气，冷凝时又变成固态的现象称为升华。常见可升华物质有I2、干冰、水杨酸、苯甲酸、樟脑等。

生活中的例子有：冬天冰冻的衣服变干、白炽灯用久了灯内的钨丝变细、用干冰制舞台上的雾、用干冰制雨衣箱中的樟脑丸变等。用于物质的分离提纯的实例在高中阶段更是很少，基本都集中在I2混合物上。而在化工生产中还存在真空升华、低温升华等特殊升华方法，用以提纯高纯度的物质，如镁和钐、三氯化钛、苯甲酸、糖精等。

升华本质属于物理变化。NH4Cl存在类似“升华”的现象，但其机理与一般的升华不同。加热时，由于氯化铵分解成气态的氨和氯化氢而气化，冷却时又重新结合成氯化铵而沉积下来，表观现象与升华一样，但其实质存在化学变化过程。因此，NH4Cl和I2混合物不能利用升华方法进行分离。

5、溶解过滤法

利用各组分物质在特定溶剂中的溶解性，采用过滤手段将不溶物和易溶物组分进行分离的方法。过滤是中学阶段最常用的分离方法，也是最简单的一种分离手段。寻找合适的溶剂依然是主要的问题。对于各组分对水存在溶或者难溶的情况，则直接用水做溶剂然后过滤。

比如，分离AgCl和NaCl混合物，则采用水溶解然后过滤即可。而对于混有铝粉杂质的铁粉混合物，则要溶解在过量的NaOH溶液里再过滤分离。

6、吸收法

对于气态物质中混有其他杂质性气体，通常利用吸收法予以分离提纯。吸收法在高中阶段主要应用于实验方案的设计。根据杂质气体的特点，可以采用液态的洗气装置或者固态吸收装置予以吸收净化。主要问题在于根据气体组成找到合适的吸收剂，比如Cl2（HCl），采用饱和食盐水；CO2（SO2），采用NaHCO3溶液；CO2（CO），通过热的CuO净化；N2（O2），将混合气体通过铜网吸收O2。

物质分离与提纯常用的化学方法

1、加热法

混合物中混有某些热稳定性差的物质时，可直接加热，使热稳定性差的物质分解而分离出来。例如：食盐中混有氯化铵、纯碱中混有小苏打等均可直接加热除去杂质。

2、沉淀法

在混合物中加入某试剂，使其中一种以沉淀形式分离出去的方法。使用该方法一定要注意不能引入新杂质，若使用多种试剂将溶液中不同粒子逐步沉淀时，应注意后加入试剂能将先加入的过量试剂除去，最后加入的试剂不引入新杂质。例如：加入适量BaCl2溶液可除去NaCl中混有的Na2SO4。

3、转化法

利用化学反应将某种物质进行多次转化而分离。例如：分离Fe3+和Al3+时，可加入过量的NaOH溶液，生成Fe（OH）3和NaAlO2，过滤后，分别再加盐酸重新生成Fe3+和Al3+。注意转化过程中尽量减少被分离物质的损失。而且转化后的物质要易恢复为原物质。

4、酸碱法

被提纯物质不与酸或碱反应，而杂质可与酸或碱发生反应，可用酸或碱作除杂试剂。例如：用盐酸除去SiO2中的石灰石，用氢氧化钠除去铁粉中的铝粉。

5、氧化还原法

a.对混合物中混有的还原性杂质，可加入适当的氧化剂将杂质氧化为被提纯物质。例如：将氯水滴入混有FeCl2的FeCl3溶液中，除去FeCl2杂质。

b.对混合物中混有的氧化性杂质，可加入适当还原剂将杂质还原为被提纯物质。例如：将过量铁粉加入混有FeCl3的FeCl2溶液中，振荡过滤，除去FeCl3杂质。

6、调节pH法

通过加入试剂来调节溶液的pH，使溶液中某组分沉淀而分离的方法。一般加入相应的难溶或微溶物来调节。例如：在CaCl2溶液中含有FeCl3杂质，由于Fe3+水解，溶液呈酸性，可采用调节溶液pH的方法将Fe3+沉淀除去，为此，可向溶液中加氧化钙或氢氧化钙或碳酸钙等。

7、电解法

此法利用电解原理来分离、提纯物质。例如：电解精炼铜，将粗铜作阳极，精铜作阴极，电解液为含铜离子的溶液，通直流电，在阳极铜及比铜活泼的杂质金属失电子，在阴极只有铜离子得电子析出，从而提纯了铜。